- •ВВЕДЕНИЕ
- •ЛАБОРАТОРНОЕ ЗАНЯТИЕ № 1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОТКРЫТОЙ ПОРИСТОСТИ КЕРНА МЕТОДОМ НАСЫЩЕНИЯ КЕРОСИНОМ
- •ЛАБОРАТОРНОЕ ЗАНЯТИЕ № 2. ЭКСТРАГИРОВАНИЕ ОБРАЗЦОВ ПОРОДЫ
- •ЛАБОРАТОРНОЕ ЗАНЯТИЕ № 3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛОТНОСТИ ПОРОДЫ МЕТОДОМ ГИДРОСТАТИЧЕСКОГО ВЗВЕШИВАНИЯ
- •ЛАБОРАТОРНОЕ ЗАНЯТИЕ № 4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ОТКРЫТОЙ ПОРИСТОСТИ ОБРАЗЦОВ КЕРНА МЕТОДОМ НАСЫЩЕНИЯ ИХ ПРИ ВАКУУМИРОВАНИИ
- •ЛАБОРАТОРНОЕ ЗАНЯТИЕ № 5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСТАТОЧНОЙ ВОДОНАСЫЩЕННОСТИ МЕТОДОМ ЦЕНТРИФУГИРОВАНИЯ
- •ЛАБОРАТОРНОЕ ЗАНЯТИЕ № 6. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСТАТОЧНОЙ НЕФТЕНАСЫЩЕННОСТИ ГОРНЫХ ПОРОД
- •ЛАБОРАТОРНОЕ ЗАНЯТИЕ № 7. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА АБСОЛЮТНОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ ПОРОД
- •ЛАБОРАТОРНОЕ ЗАНЯТИЕ № 8. НАСЫЩЕНИЕ ОБРАЗЦОВ КЕРНА ВОДОЙ НА УЧЕБНОЙ СИСТЕМЕ НАСЫЩЕНИЯ TS-534
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Обработка полученных результатов:
а) масса жидкости (нефти и воды), находившейся в керне до экстрагирования:
mж = m1 −m2 , |
(2.1) |
б) Удельное содержание жидкости в образце: |
|
S уд = mmж , |
(2.2) |
1 |
|
Вопросы для самопроверки и защиты лабораторной работы:
1.Какова цель экстрагирования кернов?
2.В каком виде керн загружается в аппарат Сокслета?
3.Какие жидкости используют в качестве рабочих в аппаратах Сокслета?
4.Какова технология процесса экстрагирования?
5.Каковы требования техники безопасного ведения работ?
ЛАБОРАТОРНОЕ ЗАНЯТИЕ № 3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛОТНОСТИ ПОРОДЫ МЕТОДОМ ГИДРОСТАТИЧЕСКОГО ВЗВЕШИВАНИЯ
Цель лабораторной работы:
Определение плотности породы методом гидростатического взвешивания.
Основные теоретические положения:
Плотность скелета горной породы (кажущаяся плотность) - это физическая величина, количественно равная массе единицы объема сухой породы вместе с порами:
ρ = m , |
(3.1) |
V |
|
Плотность пород определяют для выяснения характера связей |
|
плотности с другими петрофизическими величинами. |
В лабораторных |
14
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
условиях обычно определяют плотность абсолютно сухого образца породы, т.к. трудно сохранить характерные для естественного залегания пород влажность, минерализацию и водогазонасыщенность. Массу породы можно определить непосредственным взвешиванием на аналитических весах, а для определения внешнего объема образца горной породы применяется несколько методов: вытеснения ртути, обмера образцов строго правильной геометрической формы, гидростатического взвешивания насыщенного жидкостью образца в этой жидкости и в воздухе и др. Наибольшее распространение получил метод гидростатического взвешивания сухого проэкстрагированного образца породы, покрытого тонким слоем парафина (или коллодия), в жидкости (дистиллированной воде) и в воздухе.
Отбор образцов горных пород осуществляется по ГОСТ 26450.0-85, представительность отбора керна из интервалов однородных пород должна составлять не менее 2 образцов на 1 метр и возрастать в зависимости от степени их неоднородности. Для измерения могут быть использованы образцы правильной или произвольной, окатанной формы, не имеющие видимых трещин, каверн, не свойственных породе. Образцы нефтенасыщенных коллекторов нужно проэкстрагировать и высушить при температуре 105°С до постоянной массы, поместить в эксикатор, заполненный хлористым кальцием, где оставить до начала измерений.
Используемое оборудование и материалы:
Весы аналитические; металлический мостик – приспособление для взвешивания предмета, погруженного в воду; электрический подогреватель; мерная емкость; парафин; дистиллированная вода.
Порядок выполнения лабораторной работы:
1.Образец взвешивается на аналитических весах (P1);
2.Парафин разогревается до расплавленного состояния;
3.Образец окунается в разогретый парафин;
15
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
4. Образец взвешивается (P2) и рассчитывается объем парафина по формуле:
Vпар = |
P2 − P1 |
, |
(3.2) |
ρ |
|||
|
пар |
|
|
где P1 – масса чистого сухого образца, г; P2 – масса запарафинированного образца в воздухе, г; ρпар – плотность парафина, г/см3.
На практике плотность парафина определяют предварительно, производя гидростатическое взвешивание эталонного образца парафина в воде и в воздухе с точностью до 0,01 г.
5.В стакан наливается дистиллированная вода (примерно 2/3 объема);
6.Стакан устанавливается на мостик весов и образец взвешивается при погружении в воду (P3).
На практике при взвешивании необходимо следить за тем, чтобы образец не прикасался к стенкам стакана и все время полностью находился под водой.
Объем парафинированного образца будет равен:
Vпар.обр. = |
P2 − P3 |
, |
(3.3) |
ρ |
|||
|
в |
|
|
где P2 – масса запарафинированного образца в воздухе, г; P3 – масса запарафинированного образца в воде, г; ρпар – плотность воды, г/см3.
Находится объем образца:
Vобр =Vпар.обр. −Vпар , |
(3.4) |
Плотность скелета горной породы по известной массе и объему образца рассчитывают по формуле:
ρ = |
P1 |
= |
P1 |
, |
(3.5) |
|
Vпар.обр. −Vпар |
||||
|
Vобр. |
|
|
7. Рассчитывается погрешность измерений. Способ парафинирования при тщательном выполнении дает хорошие результаты.
1. Погрешность взвешивания ∆P = +/−0,001 г, т.е.:
16
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
∆Pотн = |
∆P |
= |
0,007 |
100% = 0,4% , |
(3.6) |
P |
1,8 |
||||
|
ср |
|
|
|
|
2.На точности определений может отразиться проникновение парафина в поры. Для устранения этой погрешности парафинирование должно производиться быстро и при t ≤ 70°С.
3.Наибольшая относительная погрешность в определении плотности возрастает с уменьшением массы и увеличением плотности образца сухой породы.
8.Результаты измерения заносятся в таблицу 3.1
Таблица 3.1
Форма записи результатов лабораторной работы по определению плотности породы методом гидростатического взвешивания
|
|
|
|
Наименование величины |
Обозначение |
Результат |
|
Масса чистого сухого образца, г |
P1 |
|
|
Масса |
запарафинированного |
P2 |
|
образца в воздухе, г |
|
|
|
Масса |
запарафинированного |
P3 |
|
образца в воде, г |
|
|
|
Объем образца, см3 |
Vобр |
|
|
Плотность образца, г/см3 |
ρобр |
|
Вопросы для самопроверки и защиты лабораторной работы:
1.Как нужно отбирать и подготавливать образцы для определения плотности?
2.Перечислите необходимые приборы и материалы.
3.Порядок выполнения работы.
ЛАБОРАТОРНОЕ ЗАНЯТИЕ № 4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ОТКРЫТОЙ ПОРИСТОСТИ ОБРАЗЦОВ КЕРНА МЕТОДОМ НАСЫЩЕНИЯ ИХ ПРИ ВАКУУМИРОВАНИИ
Цель лабораторной работы:
Определение коэффициента открытой пористости образцов керна методом насыщения их при вакуумировании.
17
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Основные теоретические положения:
На рисунке 4.1 изображена схема установки для проведения данной лабораторной работы.
Рисунок 4.1 – Схема установки для определения пористости образцов горных пород методом насыщения при вакуумировании:
1 – мерная колба; 2 - кран; 3 – герметизирующий винт; 4– кернодержатель; 5 – верхняя крышка кернодержателя; 6 – метка; 7 – кран; 8
– вакуумный манометр; 9 – компрессор; 10 – вакуумная колба.
Установка (рисунок 4.1) состоит из мерной колбы 1, заполняемой жидкостью, имитирующей по реологическим свойствам нефть в пластовых условиях (далее – «нефть»). В качестве такой жидкости может быть использовано моторное или трансформаторное масло.
Колба 1 через кран 2 присоединяется подводящей трубкой к нижней крышке кернодержателя 4. Нижняя крышка кернодержателя имеет герметизирующий винт 3. К верхней крышке 5 кернодержателя присоединена прозрачная отводная трубка, в месте соединения которой с кернодержателем ставится метка 6. Отводная трубка через кран 7 устанавливается в вакуумную колбу 10, заполненную на 1/5 ÷ 1/4 части водой. Нижний конец отводной трубки помещается под уровень воды. Воздух из колбы 10 удаляется вакуумным компрессором 9, а разрежение в колбе регистрируется вакуумным манометром 8.
Кернодержатель – капсула, в которую будет помещаться исследуемый образец керна – разборный.
18
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Кернодержатель состоит из корпуса, на который навинчиваются крышки герметизирующими уплотнениями. В крышке имеется контрольное отверстие. Образец породы (керн) цилиндрической формы устанавливается внутрь корпуса с использованием герметизирующих уплотнений с обоих торцов керна.
Используемое оборудование и материалы:
Образцы керна одинакового размера (L= 5 см и d=3 см); штатив для установки (металлические трубки, соединенные между собой); компрессор; центрифуга; сушильный шкаф.
Порядок выполнения лабораторной работы:
1. Установка монтируется в соответствии схемой 4.1. Перед проведением лабораторной работы замеряется объём (V1) свободного пространства крышки 5 до метки 6 (рисунок 4.1) на прозрачной отводной линии от кернодержателя 4 до крана 7. Замер этого объёма осуществляется заполнением его отмеряемым количеством жидкости. В кернодержателе помещён пронумерованный образец породы. Краны 2 и 7 закрыты. В мерную колбу 1 заливается «нефть». Вывинчивается герметизирующий винт 3, затем открывается кран 2. После появления из-под винта 3 «нефти» этот винт вворачивается в крышку 5 до упора. По делениям мерной шкалы на колбе 1 отмечается количество «нефти», находящейся в ней. Включают компрессор 9, и в колбе 10 создают разрежение 0,01 – 0,012 МПа, что регистрируется манометром 8. Затем выжидают 1–2 минуты, убеждаясь в герметичности установки. Затем кран 7 плавно открывают и по появляющимся, – у нижнего торца отводной трубки, опущенной в воду, – пузырькам воздуха убеждаются в нормальной работе установки. При необходимости компрессор 9 периодически откачивает воздух из колбы 10, поддерживая запланированное разрежение. Опыт продолжают до тех пор, пока «нефть», пройдя через образец породы, не достигнет отметки 6. После этого краны 7 и 2 закрывают,
19
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
а по делениям мерной шкалы на колбе 1 замеряют объём «нефти» (V2), прошедшей через образец породы, находящийся в кернодержателе 4.
Количество «нефти», вошедшей в поры образца породы, вычисляется как разность объёмов:
Vнефт =V2 −V1 , |
(4.1) |
где V1 – объём свободного пространства крышки; V2 – объем нефти прошедшей через кернодержатель.
Открытая пористость образца:
mоткр = |
Vнефт |
= |
Vнефт |
, |
(4.2) |
|
V |
|
F L |
||||
|
обр |
|
|
|
|
|
где F– площадь поперечного сечения образца; L – длина образца. Результаты замеров и вычислений по формулам (4.1) и (4.2) заносятся в
таблицу 4.1. В столбец 5 внесены значения проницаемости для возможности построения графической зависимости проницаемости пород от пористости.
Таблица 4.1
Форма записи результатов лабораторной работы по определению коэффициента открытой пористости
№ |
Oбъем нефти |
Количество |
Открытая |
Проницаемость |
|
образца |
прошедшей |
«нефти», |
пористость |
образца породы, |
|
|
через |
вошедшей в поры |
образца, mоткр, |
Кпр,*10-15 |
м2 |
|
кернодержатель, |
образца породы |
д.ед. |
|
|
|
V2, см3 |
Vнефт, см3 |
|
|
|
1 |
|
|
|
162 |
|
2 |
|
|
|
300 |
|
3 |
|
|
|
552 |
|
4 |
|
|
|
1371 |
|
5 |
|
|
|
1542 |
|
6 |
|
|
|
1752 |
|
7 |
|
|
|
1852 |
|
8 |
|
|
|
2051 |
|
Примечание: различия в замерах и находятся в пределах от 2,1% до
4,5%.
По данным таблицы 4.1 строится графическая зависимость проницаемости пород от их пористости.
Вопросы для самопроверки и защиты лабораторной работы:
20